拱桥竖向转体施工技术

拱桥竖向转体施工技术

摘要转体施工法一般适用于单孔或三孔拱桥的施工，其基本原理是将拱圈或整个上部结构分为两个半跨，分别在河流两岸利用地形或简单支架现浇或预制装配半拱，然后利用一些机具设备和动力装置将其两半跨拱体转动至桥轴线位置(或设计标高)合龙成拱。常用的转体施工方法有很多，本文就竖向转体施工进行详细阐述。

关键词：拱桥；竖向转体；施工方法

尤其是近年来由于钢管混凝土拱桥在国内快速发展，为钢管混凝土拱桥转体法施工创造了有利条件。各种转体施工技术广泛的应用于拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。竖向转体施工是其中的一种，其原理是在桥台处先竖向或在桥台前俯卧预制半拱，然后在桥位平面内绕拱脚将其转动合龙成拱。以下详细论述。

1 常见转体施工技术

转体的方法可以采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体，目前已应用在拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。

1.1 平面转体

平面转体可分为有平衡重转体和无平衡重转体。有平衡重转体一般以桥台背墙作为平衡重，并作为桥体上部结构转体用拉杆的锚碇反力墙，用以稳定转动体寻和调整重心位置。为此，平衡重部分不仅在桥体转动时作为平衡重量，而且也要承受桥梁转体重量的锚固力。无平衡重转体不需要有一个作为平衡重的结构，而是以两岸山体岩土锚洞作为锚碇来锚固半跨桥梁悬臂状态时产生的拉力，并在立柱上端做转轴，下端设转盘，通过转动体系进行平面转体。主要适用于刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥及钢管拱桥。

1.2 竖向转体

竖向转体施工就是在桥台处先竖向或在桥台前俯卧预制半拱，然后在桥位平面内绕拱脚将其转动合龙成拱。根据河道情况、桥位地形和自然环境等方面的条件和要求，竖向转体施工有以下两种方式：

1）竖直向上预制半拱，然后向下转动成拱。其特点是施工占地少，预制可采用滑模施工，工期短，造价低。需注意的是在预制过程中应尽量保持半拱轴线垂直，以减小新浇混凝土重力对尚未凝结混凝土产生的弯矩，并在浇注一定高度后加设水平拉杆，以避免因拱形曲率影响而产生较大的弯矩和变形；

2）在桥面以下俯卧预制半拱，然后向上转动成拱。主要适用于转体重量不

大的拱桥或某些桥梁预制部件(塔、斜腿、劲性骨架)。

1.3 平竖结合

转体由于受到河岸地形条件的限制，拱桥采用转体施工时，可能遇到既不能按设计标高处预制半拱，也不可能在桥位竖平面内预制半拱的情况（如在平原区的中承式拱桥）。此时，拱体只能在适当位置预制后既需平转、又需竖转才能就位。这种子竖结合转体基本方法与前述相似，但其转轴构造较为复杂。当地形、施工条件适合时，混凝土肋拱、刚架拱、钢管混凝土可选用此法施工。

2 拱桥竖向转体施工

当桥位处无水或水很少时，可以将拱肋在桥位进行拼装成半跨，然后用扒杆起吊安装。当桥位处水较深时，可以在桥位附近进行拼装成半跨，浮运至桥轴线位置，再用扒杆起吊安装。

2.1 钢管拱肋竖转扒杆吊装的计算

钢管拱肋竖转扒杆吊装的工作内容为，将中拱分成两个半拱在地面胎架上焊接完成，经过对焊接质量、几何尺寸、拱轴线形等验收合格后，由竖在两个主墩顶部的两副扒杆分别将其拉起，在空中对接合龙。由于两边拱处地形较高，故边拱拱肋直接由吊车在胎架上就位拼装。扒杆吊装系统设计的主要工作为：起吊及平衡系统的计算（含卷扬机、起重索、滑轮、平衡梁、吊索、吊扣等）；扒杆的计算；扒杆背索及主地锚的汁算；设置拱脚旋转装置等。

2.2 钢管拱肋竖转吊装

1）转动体系由转动铰、提升体系（动、定滑车组，牵引绳等）、锚固体系（锚索、锚碇等）等组成。如图1所示。

图1 竖转施工转动体系示意图

注：1.转动铰；2.桥体；3.动滑车；4.定滑车；5.牵引车（接卷扬机）；6.捕索（接锚碇）；7.塔架

2）竖转吊装的工作顺序安装拱肋胎架——安装拱脚旋转装置——安装地锚——安装扒杆及背索——拼装钢管拱肋——安装起吊及平衡系统——起吊两侧半拱——拱肋合龙图10-62竖转施工转动体系示意图——拱肋标高调整——焊接合龙接头——拆除扒杆——封固拱脚。

3）扒杆安装

为了便于安装，扒杆分段接长，立柱钢管以9m左右为一节，两节之间用法兰连接。安装时先在地面将两根立柱拼装好，用吊车将其底部吊于墩顶扒杆底座上，并用临时轴销锁定，待另一端安装完扒杆顶部横梁后，由吊车抬起扒杆头至一定高度，再改用扒杆背索的卷扬机收紧钢丝绳将扒杆竖起。

4）拱肋吊装

起吊采用慢速卷场机，待拱肋脱离胎架10cm左右，停机检查各部运转是否正常，并根据对扒杆的受力与变形，钢丝绳的行走，卷场机的电流变化等情况的观测结果，判断能否正常起吊。当一切正常时，即进行拱肋竖向转体吊装。拱肋吊装完成后，进行拱肋轴线调整和跨中拱肋接头的焊接。

3 结论

综上所述，竖向转体施工的拱桥不仅结构合理，受力明确，施工工艺简单且技术性强，大量的实践证明此施工技术的应用具有良好的技术经济效益和社会效益，值得推广应用。

参考文献

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